東京大学、飛行中に合体・分離できるドローンを開発

モジュラー自己再構成型ロボット（MSRR）は、各タスクに適した様々な構造を構築することで、タスクの柔軟性を向上させることが可能だ。しかし、車輪を搭載した従来の地上型MSRRは、構築可能な構造物のサイズの制限や、各モジュールにかかる高いレンチ荷重によるシステムのロバスト性など、重大な課題に直面しているという。

本研究では、飛行中の合流と分離が可能な空中MSRR（A-MSRR）システムBEATLEを開発。BEATLEは隣接するモジュールにレンチ荷重を加えることなく合体することができ、従来の地上型MSRRのスケーラビリティとロバスト性を拡張した。

本論文では、BEATLEのシステム構成を提案する。機械設計、多連結飛行のための制御フレームワーク、再構成動作のためのモーションプランナーを含む。ドッキング機構と筐体構造の設計は、構築された構造の耐久性と分離の容易さの両立を目指しているという。さらに、提案する飛行制御フレームワークは、コンタクトレンチ制御に基づく安定な多連結飛行を実現するという。

さらに、有限状態機械(FSM)に基づく提案モーションプランナーにより、正確でロバストな再構成動作を実現する。また、プロトタイプの実際の実装を紹介し、実験とシミュレーション研究を通じて、提案システム設計のロバスト性とスケーラビリティを検証した。

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